KR20200093889A - 사판식 압축기 및 이의 회전축 및 로터에 베어링 층을 형성하는 방법 - Google Patents

사판식 압축기 및 이의 회전축 및 로터에 베어링 층을 형성하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사판식 압축기 및 이의 회전축 및 로터에 베어링 층을 형성하는 방법에 관한 것으로서, 케이싱; 상기 케이싱에 회전 가능하게 장착되는 회전축; 및 상기 회전축과 함께 회전되는 로터;를 포함하고, 상기 로터는 상기 로터를 축 방향으로 지지하는 스러스트 베어링 층을 포함하고, 상기 회전축은 상기 케이싱과 미끄럼 접촉되며 상기 회전축을 반경 방향으로 지지하는 레이디얼 베어링 층을 포함할 수 있다. 이에 의하여, 베어링에 의한 소음이 감소되고, 베어링에 의한 원가 상승이 억제될 수 있다.

Description

사판식 압축기 및 이의 회전축 및 로터에 베어링 층을 형성하는 방법{SWASH PLATE TYPE COMPRESSOR AND METHOD FOR FORMING BEARING SURFACE ON ROTATING SHAFT AND ROTOR OF THE SAME}
본 발명은, 사판식 압축기 및 이의 회전축 및 로터에 베어링 층을 형성하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 회전축을 지지하는 베어링의 소음 및 원가를 감소시킬 수 있도록 한 사판식 압축기 및 이의 회전축 및 로터에 베어링 층을 형성하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차에는 실내의 냉난방을 위한 공조장치(Air Conditioning; A/C)가 설치된다. 이러한 공조장치는 냉방시스템의 구성으로서 증발기로부터 인입된 저온 저압의 기상 냉매를 고온 고압의 기상 냉매로 압축시켜 응축기로 보내는 압축기를 포함하고 있다.
압축기에는 피스톤의 왕복운동에 따라 냉매를 압축하는 왕복식과 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식이 있다.
왕복식에는 구동원의 전달방식에 따라 크랭크를 사용하여 복수개의 피스톤으로 전달하는 크랭크식, 사판이 설치된 회전축으로 전달하는 사판식 등이 있고, 회전식에는 회전하는 로터리축과 베인을 사용하는 베인 로터리식, 선회 스크롤과 고정 스크롤을 사용하는 스크롤식이 있다.
이러한 압축기는 통상적으로 냉매를 압축하는 압축기구, 구동원으로부터 상기 압축기구로 회전력을 전달하는 회전축 및 상기 회전축을 지지하는 베어링을 포함한다.
여기서, 사판식 압축기의 경우, 베어링은 회전축의 일단부 측에 구비되는 베어링 및 회전축의 타단부 측에 구비되는 베어링을 포함한다.
도 1은 종래의 사판식 압축기를 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 사판식 압축기에서 회전축의 일단부 측에 구비되는 베어링을 도시한 단면도이며, 도 3은 도 1의 사판식 압축기에서 회전축의 타단부 측에 구비되는 베어링을 도시한 단면도이다.
첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하면, 종래의 사판식 압축기는, 케이싱(100), 상기 케이싱(100)에 회전 가능하게 장착되는 회전축(200), 상기 회전축(200)과 함께 회전되는 로터(610), 상기 회전축(200)의 일단부 측에서 상기 회전축(200)을 지지하는 제1 베어링(B1) 및 상기 회전축(200)의 타단부 측에서 상기 회전축(200)을 지지하는 제2 베어링(B2)을 포함한다.
상기 케이싱(100)은, 압축기구(300)가 구비되는 실린더 블록(110), 상기 회전축(200)의 일단부 측에서 상기 실린더 블록(110)에 체결되는 프론트 하우징(120) 및 상기 회전축(200)의 타단부 측에서 상기 실린더 블록(110)에 체결되는 리어 하우징(130)을 포함한다.
상기 회전축(200)은 일 방향으로 연장되고, 일단부가 상기 프론트 하우징(120)을 관통하여 상기 케이싱(100)의 외부로 돌출되고 구동원(예를 들어, 엔진)(미도시)에 연결되고, 타단부가 상기 실린더 블록(110)에 삽입되어 회전 가능하게 지지되며, 중단부가 상기 압축기구(300)에 연결된다.
상기 로터(610)는 대략 환형으로 형성되고, 상기 로터(610)의 내주부가 상기 회전축(200)의 외주면에 체결된다.
상기 제1 베어링(B1)은, 상기 회전축(200)의 일단부를 회전 반경 방향으로 지지하는 제1 레이디얼 베어링(B11) 및 상기 회전축(200)의 일단부를 회전축(200) 방향으로 지지하는 제1 스러스트 베어링(B12)을 포함한다.
상기 제1 레이디얼 베어링(B11)은, 상기 프론트 하우징(120)에 고정되는 제1 레이디얼 레이스(B111) 및 상기 제1 레이디얼 레이스(B111)와 상기 회전축(200)의 일단부의 외주면에 구름 접촉되는 제1 레이디얼 롤러(B112)를 포함한다.
상기 제1 스러스트 베어링(B12)은, 상기 프론트 하우징(120)에 고정되는 제1 스러스트 레이스(B121), 상기 로터(610)와 함께 회전되는 제2 스러스트 레이스(B123) 및 상기 제1 스러스트 레이스(B121)와 상기 제2 스러스트 레이스(B123)에 구름 접촉되는 제1 스러스트 롤러(B122)를 포함한다.
여기서, 상기 제1 스러스트 베어링(B12)은 상기 로터(610)를 지지함으로써 상기 회전축(200)을 간접적으로 지지한다. 즉, 상기 제1 스러스트 베어링(B12)은 상기 프론트 하우징(120)과 상기 로터(610) 사이에서 상기 로터(610)를 회전축(200) 방향으로 지지함으로써 상기 로터(610)에 체결된 상기 회전축(200)을 회전축(200) 방향으로 지지한다.
상기 제2 베어링(B2)은, 상기 회전축(200)의 타단부를 회전 반경 방향으로 지지하는 제2 레이디얼 베어링(B21) 및 상기 회전축(200)의 타단부를 회전축(200) 방향으로 지지하는 제2 스러스트 베어링(B22)을 포함한다.
상기 제2 레이디얼 베어링(B21)은, 상기 실린더 블록(110)에 고정되는 제2 레이디얼 레이스(B211) 및 상기 제2 레이디얼 레이스(B211)와 상기 회전축(200)의 타단부의 외주면에 구름 접촉되는 제2 레이디얼 롤러(B212)를 포함한다.
상기 제2 스러스트 베어링(B22)은, 상기 실린더 블록(110)에 고정되는 제3 스러스트 레이스(B221), 상기 회전축(200)과 함께 회전되는 제4 스러스트 레이스(B223) 및 상기 제3 스러스트 레이스(B221)와 상기 제4 스러스트 레이스(B223)에 구름 접촉되는 제2 스러스트 롤러(B222)를 포함한다.
그러나, 이러한 종래의 사판식 압축기에 있어서는, 베어링의 구름 운동에 의해 소음이 증가되는 문제점이 있었다.
또한, 베어링의 구조가 복잡하여 원가가 상승되는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2017-0037219호 대한민국 등록특허공보 10-1181157호
따라서, 본 발명은, 베어링에 의한 소음을 감소시킬 수 있는 사판식 압축기 및 이의 회전축 및 로터에 베어링 층을 형성하는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 베어링에 의한 원가 상승을 억제할 수 있는 사판식 압축기 및 이의 회전축 및 로터에 베어링 층을 형성하는 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 케이싱; 상기 케이싱에 회전 가능하게 장착되는 회전축; 및 상기 회전축과 함께 회전되는 로터;를 포함하고, 상기 로터는 상기 로터를 축 방향으로 지지하는 스러스트 베어링 층을 포함하는 사판식 압축기를 제공한다.
상기 케이싱과 상기 로터 사이에는 레이스 플레이트가 개재되고, 상기 스러스트 베어링 층은 상기 레이스 플레이트에 미끄럼 접촉될 수 있다.
상기 레이스 플레이트의 두께는 상기 케이싱과 상기 스러스트 베어링 층 사이 축 방향 거리를 조절하여 상기 회전축의 축 방향 공차를 보정하는 두께로 형성될 수 있다.
상기 회전축,은 상기 케이싱과 미끄럼 접촉되며 상기 회전축의 일단부를 반경 방향으로 지지하는 제1 레이디얼 베어링 층;을 포함할 수 있다.
상기 회전축은, 상기 케이싱과 미끄럼 접촉되며 상기 회전축의 타단부를 반경 방향으로 지지하는 제2 레이디얼 베어링 층;을 더 포함할 수 있다.
상기 스러스트 베어링 층, 상기 제1 레이디얼 베어링 층 및 상기 제2 레이디얼 베어링 층은 PTFE 재질로 형성될 수 있다.
상기 스러스트 베어링 층에는 오일 그루브가 형성될 수 있다.
상기 오일 그루브는 회전 반경 방향으로 연장 형성될 수 있다.
상기 오일 그루브는 복수로 형성되고, 상기 복수의 오일 그루브는 회전 방향을 따라 배열될 수 있다.
상기 오일 그루브의 깊이는 상기 로터의 두께의 20% 이하로 형성될 수 있다.
그리고, 본 발명은, 케이싱에 회전 가능하게 장착되는 회전축의 중단부에 로터를 체결하는 제1 단계; 및 상기 회전축의 일단부와 상기 로터에 코팅제를 분사하여, 상기 케이싱에 고정되는 레이스 플레이트와 미끄럼 접촉되며 상기 로터를 축 방향으로 지지하는 스러스트 베어링 층을 상기 로터에 형성하면서, 상기 케이싱과 미끄럼 접촉되며 상기 회전축의 일단부를 반경 방향으로 지지하는 제1 레이디얼 베어링 층을 상기 회전축의 일단부에 형성하는 제2 단계;를 포함하는 사판식 압축기의 회전축 및 로터에 베어링 층을 형성하는 방법을 제공한다.
상기 코팅제는 하나의 스프레이 장치에 의해 상기 회전축의 일단부와 상기 로터에 동시에 분사될 수 있다.
상기 하나의 스프레이 장치는 상기 코팅제를 분사하는 하나의 노즐을 포함하고, 상기 코팅제는 상기 회전축의 일단부와 상기 로터가 상기 하나의 노즐의 분사 범위 내에 배치된 후 분사될 수 있다.
상기 방법은, 상기 회전축의 타단부에 코팅제를 분사하여, 상기 케이싱과 미끄럼 접촉되며 상기 회전축의 타단부를 반경 방향으로 지지하는 제2 레이디얼 베어링 층을 상기 회전축의 타단부에 형성하는 제3 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 코팅제는 PTFE 재질을 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 사판식 압축기 및 이의 회전축 및 로터에 베어링 층을 형성하는 방법은, 케이싱; 상기 케이싱에 회전 가능하게 장착되는 회전축; 및 상기 회전축과 함께 회전되는 로터;를 포함하고, 상기 로터는 상기 로터를 축 방향으로 지지하는 스러스트 베어링 층을 포함하고, 상기 회전축은 상기 케이싱과 미끄럼 접촉되며 상기 회전축을 반경 방향으로 지지하는 레이디얼 베어링 층을 포함함으로써, 베어링에 의한 소음을 감소시킬 수 있다.
또한, 베어링에 의한 원가 상승을 억제할 수 있다.
도 1은 종래의 사판식 압축기를 도시한 단면도,
도 2는 도 1의 사판식 압축기에서 회전축의 일단부 측에 구비되는 베어링을 도시한 단면도,
도 3은 도 1의 사판식 압축기에서 회전축의 타단부 측에 구비되는 베어링을 도시한 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사판식 압축기에서 스러스트 베어링 층, 제1 레이이덜 베어링 층 및 제2 레이디얼 베어링 층을 갖는 회전축 및 로터를 도시한 사시도,
도 5는 도 4의 사판식 압축기에서 스러스트 베어링 층 및 제1 레이디얼 베어링 층이 회전축과 로터를 지지하는 모습을 도시한 단면도,
도 6은 도 4의 사판식 압축기에서 제2 레이디얼 베어링 층이 회전축을 지지하는 모습을 도시한 단면도,
도 7은 도 4의 스러스트 베어링 층, 제1 레이디얼 베어링 층 및 제2 레이디얼 베어링 층을 형성하는 방법을 도시한 순서도,
도 8은 도 7의 제1 단계가 종료된 상태의 회전축과 로터를 도시한 정면도,
도 9는 도 7의 제2 단계에서 스러스트 베어링 층과 제1 레이디얼 베어링 층을 형성하는 모습을 도시한 정면도,
도 10은 도 7의 제3 단계에서 제2 레이디얼 베어링 층을 형성하는 모습을 도시한 정면도이다.
이하, 본 발명에 의한 사판식 압축기 및 이의 회전축 및 로터에 베어링 층을 형성하는 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사판식 압축기에서 스러스트 베어링 층, 제1 레이이덜 베어링 층 및 제2 레이디얼 베어링 층을 갖는 회전축 및 로터를 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4의 사판식 압축기에서 스러스트 베어링 층 및 제1 레이디얼 베어링 층이 회전축과 로터를 지지하는 모습을 도시한 단면도이고, 도 6은 도 4의 사판식 압축기에서 제2 레이디얼 베어링 층이 회전축을 지지하는 모습을 도시한 단면도이고, 도 7은 도 4의 스러스트 베어링 층, 제1 레이디얼 베어링 층 및 제2 레이디얼 베어링 층을 형성하는 방법을 도시한 순서도이고, 도 8은 도 7의 제1 단계가 종료된 상태의 회전축과 로터를 도시한 정면도이고, 도 9는 도 7의 제2 단계에서 스러스트 베어링 층과 제1 레이디얼 베어링 층을 형성하는 모습을 도시한 정면도이며, 도 10은 도 7의 제3 단계에서 제2 레이디얼 베어링 층을 형성하는 모습을 도시한 정면도이다.
한편, 도 4 내지 도 10에서 미도시된 구성요소들은 설명의 편의상 도 1을 참조한다.
첨부된 도 4 내지 도 10 및 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 사판식 압축기는, 케이싱(100), 상기 케이싱(100)에 회전 가능하게 장착되는 회전축(200), 상기 회전축(200)을 통해 구동원(예를 들어, 엔진)(미도시)으로부터 회전력을 전달받아 냉매를 압축하는 압축기구(300) 및 상기 회전축(200)을 지지하는 베어링을 포함할 수 있다.
상기 케이싱(100)은, 상기 압축기구(300)가 수용되는 실린더 블록(110), 상기 실린더 블록(110)의 전방측에 결합되는 프론트 하우징(120) 및 상기 실린더 블록(110)의 후방측에 결합되는 리어 하우징(130)을 포함할 수 있다.
상기 실린더 블록(110)의 중심 측에는 상기 회전축(200)이 삽입되는 축수공(112)이 형성될 수 있다.
상기 실린더 블록(110)의 외주부 측에는 후술할 피스톤(320)이 삽입되고 상기 피스톤(320)과 함께 압축실을 이루는 보어(114)가 형성될 수 있다.
상기 프론트 하우징(120)은 상기 실린더 블록(110)을 기준으로 상기 리어 하우징(130)의 반대측에서 상기 실린더 블록(110)에 체결될 수 있다.
여기서, 상기 실린더 블록(110)과 상기 프론트 하우징(120)은 서로 체결되어 상기 실린더 블록(110)과 상기 프론트 하우징(120) 사이에 크랭크실(S4)이 형성될 수 있다.
상기 크랭크실(S4)에는 후술할 사판(310) 및 로터(610)가 수용될 수 있다.
상기 리어 하우징(130)은 상기 실린더 블록(110)을 기준으로 상기 프론트 하우징(120)의 반대측에서 상기 실린더 블록(110)에 체결될 수 있다.
그리고, 상기 리어 하우징(130)은, 상기 압축실로 유입될 냉매가 수용되는 흡입실 및 상기 압축실로부터 토출되는 냉매가 수용되는 토출실을 포함할 수 있다.
상기 흡입실은 압축될 냉매를 상기 케이싱(100)의 내부로 안내하는 냉매 흡입관에 연통될 수 있다.
상기 토출실은 압축된 냉매를 상기 케이싱(100)의 외부로 안내하는 냉매 토출관에 연통될 수 있다.
상기 회전축(200)은 일 방향으로 연장되고, 일단부가 상기 프론트 하우징(120)을 관통하여 상기 케이싱(100)의 외부로 돌출되고 상기 구동원(미도시)에 연결되고, 타단부가 상기 실린더 블록(110)(더욱 정확히는, 축수공(112))에 삽입되어 회전 가능하게 지지되며, 중단부가 상기 압축기구(300)에 연결될 수 있다.
상기 압축기구(300)는 상기 흡입실로부터 상기 압축실로 냉매를 흡입하고, 흡입한 냉매를 상기 압축실에서 압축하며, 압축한 냉매를 상기 압축실로부터 상기 토출실로 토출하도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 압축기구(300)는, 상기 회전축(200)에 연동되어 상기 크랭크실(S4)의 내부에서 회전되는 사판(310), 상기 사판(310)에 연통되어 상기 보어(114)의 내부에서 왕복 운동되는 피스톤(320)을 포함할 수 있다.
상기 사판(310)은, 상기 회전축(200)의 외주부를 따라 연장 형성되는 사판 측 원판부(312) 및 상기 사판 측 원판부(312)의 일측으로부터 후술할 로터(610) 측으로 돌출되는 사판 측 힌지 암(314)을 포함할 수 있다.
상기 사판 측 원판부(312)는 상기 회전축(200)에 경사지게 체결될 수 있다.
상기 사판 측 힌지 암(314)에는 후술할 힌지 핀(620)이 삽입되는 사판 측 힌지 홀이 형성될 수 있다.
상기 사판 측 힌지 홀은 후술할 힌지 핀(620)이 상기 사판 측 힌지 홀의 내부에서 회전 가능하도록 원통형으로 형성될 수 있다.
상기 피스톤(320)은 상기 보어(114)에 삽입되는 일단부 및 상기 일단부로부터 상기 보어(114)의 반대측으로 연장되고 상기 크랭크실(S4)에서 상기 사판(310)에 연결되는 타단부를 포함할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 압축기는, 상기 흡입실 및 상기 토출실을 상기 압축실과 연통 및 차폐시키는 밸브기구 및 상기 회전축(200)에 대한 상기 사판(310)의 경사각을 조절하는 경사조절기구를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 경사조절기구는, 상기 회전축(200)에 체결되고 상기 회전축(200)과 함께 회전되는 로터(610) 및 상기 사판(310)과 상기 로터(610)를 연결하는 힌지 핀(620)을 포함할 수 있다.
상기 로터(610)는, 상기 회전축(200)의 외주부를 따라 연장 형성되는 로터 측 원판부(612) 및 상기 로터 측 원판부(612)의 일측으로부터 상기 사판(310) 측으로 돌출되는 로터 측 힌지 암(614)을 포함할 수 있다.
상기 로터 측 원판부(612)는 상기 회전축(200)에 대략 수직되게 형성될 수 있다.
상기 로터 측 힌지 암(614)에는 상기 힌지 핀(620)이 삽입되는 로터 측 힌지 홀(615)이 형성될 수 있다.
상기 로터 측 힌지 홀(615)은 상기 힌지 핀(620)이 상기 로터 측 힌지 홀(615)을 따라 이동될 수 있도록 일 방향으로 연장 형성될 수 있다.
상기 힌지 핀(620)은 원통형으로 형성될 수 있다.
상기 베어링은, 상기 회전축(200)의 일단부를 회전 반경 방향으로 지지하는 제1 레이디얼 베어링, 상기 회전축(200)의 일단부를 회전축(200) 방향으로 지지하는 제1 스러스트 베어링, 상기 회전축(200)의 타단부를 회전 반경 방향으로 지지하는 제2 레이디얼 베어링 및 상기 회전축(200)의 타단부를 회전축(200) 방향으로 지지하는 제2 스러스트 베어링을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 레이디얼 베어링, 상기 제2 레이디얼 베어링 및 상기 제2 스러스트 베어링은 상기 회전축(200)을 직접적으로 지지하도록 형성되고, 상기 제1 스러스트 베어링은 상기 로터(610)를 지지함으로써 상기 로터(610)에 체결된 상기 회전축(200)을 간접적으로 지지하도록 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제1 레이디얼 베어링과 상기 제2 레이디얼 베어링은 상기 회전축(200)과 일체로 형성되고, 상기 제1 스러스트 베어링은 상기 로터(610)와 일체로 형성되며, 상기 제2 스러스트 베어링은 상기 회전축(200) 및 상기 로터(610)와 별체로 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 레이디얼 베어링은 상기 회전축(200)의 일단부의 외주면에 코팅되어 형성되는 제1 레이디얼 베어링 층(210)으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 회전축(200)은 상기 프론트 하우징(120)의 관통공(122)의 내주면과 미끄럼 접촉되며 상기 회전축(200)의 일단부를 회전 반경 방향으로 지지하는 제1 레이디얼 베어링 층(210)을 포함할 수 있다.
상기 제2 레이디얼 베어링은 상기 회전축(200)의 타단부의 외주면에 코팅되어 형성되는 제2 레이디얼 베어링 층(220)으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 회전축(200)은 상기 실린더 블록(110)의 축수공(112)의 내주면과 미끄럼 접촉되며 상기 회전축(200)의 타단부를 회전 반경 방향으로 지지하는 제2 레이디얼 베어링 층(220)을 포함할 수 있다.
상기 제1 스러스트 베어링은 상기 로터 측 원판부(612)의 기저면(로터 측 힌지 암(614)의 반대측 면)에 코팅되어 형성되는 제1 스러스트 베어링 층(616)으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 로터(610)는 상기 프론트 하우징(120)에 고정되는 레이스 플레이트(700)에 미끄럼 접촉되며 상기 로터(610)를 회전축(200) 방향으로 지지하는 제1 스러스트 베어링 층(616)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 레이스 플레이트(700)는 상기 프론트 하우징(120)과 상기 로터(610) 사이에 개재되어 상기 제1 스러스트 베어링 층(616)과의 마찰 손실을 감소시킬 뿐만 아니라 상기 회전축(200)의 축 방향 공차를 보정하기 위한 것으로서, 상기 레이스 플레이트(700)에서 상기 제1 스러스트 베어링 층(616)에 대향되는 면과 그 배면 사이 두께를 레이스 플레이트(700)의 두께라 하면, 상기 레이스 플레이트(700)의 두께는 상기 프론트 하우징(120)과 상기 제1 스러스트 베어링 층(616) 사이 축 방향 거리를 조절하여 상기 프론트 하우징(120)과 상기 로터(610) 사이 축 방향 거리를 조절함으로써 상기 회전축(200)의 축 방향 공차를 보정하는 두께로 형성될 수 있다.
상기 제1 스러스트 베어링 층(616)은 상기 로터(610)의 원주방향을 따라 연장되는 환형으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제1 스러스트 베어링 층(616)에는 상기 제1 스러스트 베어링 층(616)과 상기 레이스 플레이트(700) 사이에 오일을 공급하여 상기 제1 스러스트 베어링 층(616)과 상기 레이스 플레이트(700) 사이 마찰을 더욱 감소시키기 위해 상기 제1 스러스트 베어링 층(616)에 음각진 제1 오일 그루브(618)가 형성될 수 있다.
상기 제1 오일 그루브(618)는, 상기 제1 오일 그루브(618)에 의해 상기 로터 측 원판부(612)가 변형되는 것을 방지하도록, 상기 제1 오일 그루브(618)의 깊이가 상기 로터 측 원판부(612)의 두께의 20% 이하로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 오일 그루브(618)의 깊이 및 상기 로터 측 원판부(612)의 두께는 축 방향을 따라 측정된 값이다.
그리고, 상기 제1 오일 그루브(618)는, 상기 제1 스러스트 베어링 층(616)이 회전될 때 상기 레이스 플레이트(700)와 상기 제1 스러스트 베어링 층(616) 사이에 오일이 고르게 도포되도록, 복수로 형성되고, 상기 복수의 제1 오일 그루브(618)는 회전 방향을 따라 배열되며, 각 제1 오일 그루브(618)는 회전 반경 방향으로 연장 형성되어, 방사형으로 형성될 수 있다.
상기 제2 스러스트 베어링은, 상기 회전축(200)의 타단부의 선단면에 미끄럼 접촉되는 스러스트 플레이트(810) 및 상기 스러스트 플레이트(810)를 상기 회전축(200) 측으로 가압하는 탄성부재(820)를 포함할 수 있다.
상기 스러스트 플레이트(810)는 상기 회전축(200)의 타단부의 선단면에 대향되는 면에 코팅되어 형성되는 제2 스러스트 베어링 층(812)을 포함하고, 상기 제2 스러스트 베어링 층(812)에는 상기 제2 스러스트 베어링 층(812)과 상기 회전축(200)의 타단부의 선단면 사이에 오일을 공급하여 상기 제2 스러스트 베어링 층(812)과 상기 회전축(200)의 타단부의 선단면 사이 마찰을 더욱 감소시키기 위해 상기 제2 스러스트 베어링 층(812)에 음각진 제2 오일 그루브(814)가 형성될 수 있다.
상기 제2 오일 그루브(814)는, 상기 제2 오일 그루브(814)에 의해 상기 스러스트 플레이트(810)가 변형되는 것을 방지하도록, 상기 제2 오일 그루브(814)의 깊이가 상기 스러스트 플레이트(810)의 두께의 20% 이하로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제2 오일 그루브(814)의 깊이 및 상기 스러스트 플레이트(810)의 두께는 축 방향을 따라 측정된 값이다.
그리고, 상기 제2 오일 그루브(814)는, 상기 회전축(200)이 회전될 때 상기 회전축(200)의 타단부의 선단면과 상기 제2 스러스트 베어링 층(812) 사이에 오일이 고르게 도포되도록, 복수로 형성되고, 상기 복수의 제2 오일 그루브(814)는 회전 방향을 따라 배열되며, 각 제2 오일 그루브(814)는 회전 반경 방향으로 연장 형성되어, 방사형으로 형성될 수 있다.
한편, 상기 제2 오일 그루브(814)에 오일이 원활히 공급되도록, 상기 스러스트 플레이트(810)의 중심부에는 상기 스러스트 플레이트(810)를 관통하는 유로공(816)이 형성되고, 상기 회전축(200)의 타단부에는 상기 유로공(816) 및 상기 제2 오일 그루브(814)와 연통되는 저유 공간(230)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 저유 공간(230)에 오일이 저유되기 용이하도록 상기 유로공(816)의 내경은 상기 저유 공간(230)의 내경보다 작게 형성될 수 있다.
이하, 본 실시예에 따른 사판식 압축기의 작용효과에 대해 설명한다.
즉, 상기 구동원(미도시)으로부터 상기 회전축(200)에 동력이 전달되면, 상기 회전축(200)과 상기 사판(310)이 함께 회전될 수 있다.
그리고, 상기 피스톤(320)은 상기 사판(310)의 회전 운동을 직선 운동으로 전환하여 상기 보어(114)의 내부에서 왕복 운동될 수 있다.
그리고, 상기 피스톤(320)이 상사점으로부터 하사점으로 이동 시, 상기 압축실은 상기 밸브기구에 의해 상기 흡입실과 연통되고 상기 토출실과는 차폐되어, 상기 흡입실의 냉매가 상기 압축실로 흡입될 수 있다.
그리고, 상기 피스톤(320)이 하사점으로부터 상사점으로 이동 시, 상기 압축실은 상기 밸브기구에 의해 상기 흡입실 및 상기 토출실과 차폐되고, 상기 압축실의 냉매가 압축될 수 있다.
그리고, 상기 피스톤(320)이 상사점에 도달 시, 상기 압축실은 상기 밸브기구에 의해 상기 흡입실과는 차폐되고 상기 토출실과는 연통되어, 상기 압축실에서 압축된 냉매가 상기 토출실로 토출될 수 있다.
이 과정에서, 상기 회전축(200)은 상기 제1 레이디얼 베어링 층(210)과 상기 제2 레이디얼 베어링 층(220)에 의해 회전 반경 방향으로 지지될 수 있다. 즉, 상기 회전축(200)의 일단부와 일체로 형성된 상기 제1 레이디얼 베어링 층(210)이 상기 프론트 하우징(120)의 관통공(122)의 내주면에 미끄럼 접촉되면서 상기 회전축(200)의 일단부를 회전축(200) 방향으로 지지할 수 있다. 그리고, 상기 회전축(200)의 타단부와 일체로 형성된 상기 제2 레이디얼 베어링 층(220)이 상기 실린더 블록(110)의 축수공(112)의 내주면에 미끄럼 접촉되면서 상기 회전축(200)의 타단부를 회전축(200) 방향으로 지지할 수 있다.
그리고, 상기 회전축(200)은 상기 제1 스러스트 베어링 층(616)과 상기 제2 스러스트 베어링 층(812)에 의해 회전축(200) 방향으로 지지될 수 있다. 즉, 상기 회전축(200)에 체결된 상기 로터(610)가 상기 회전축(200)과 함께 회전되고, 상기 로터(610)에 일체로 형성된 상기 제1 스러스트 베어링 층(616)이 상기 프론트 하우징(120)에 고정된 상기 레이스 플레이트(700)와 미끄럼 접촉되면서 상기 회전축(200)의 일단부(더욱 정확히는, 회전축(200)에 체결된 로터(610))를 회전축(200) 방향으로 지지할 수 있다. 그리고, 상기 스러스트 플레이트(810)에 형성된 상기 제2 스러스트 베어링 층(812)이 상기 회전축(200)의 타단부의 선단면과 미끄럼 접촉되면서 상기 회전축(200)의 타단부를 회전축(200) 방향으로 지지할 수 있다.
여기서, 본 실시예의 경우, 상기 회전축(200)을 지지하는 베어링이 소위 플레인 베어링(plain bearing)으로 형성됨에 따라, 하중 지지 능력이 향상되고, 베어링에 의한 소음이 절감되며, 베어링을 형성하는데 소요되는 원가가 절감될 수 있다.
그리고, 상기 베어링이 상기 회전축(200) 또는 상기 로터(610)와 일체로 형성됨에 따라, 즉 상기 제1 레이디얼 베어링 층(210)과 상기 제2 레이디얼 베어링 층(220)이 상기 회전축(200)과 일체로 형성되고 상기 제1 스러스트 베어링 층(616)이 상기 로터(610)와 일체로 형성됨에 따라, 베어링을 형성하는데 소요되는 원가가 더욱 절감될 수 있다.
그리고, 상기 제1 레이디얼 베어링 층(210), 상기 제2 레이디얼 베어링 층(220) 및 상기 제1 스러스트 베어링 층(616)이 코팅으로 형성됨에 따라, 원가가 더욱 더 절감될 뿐만 아니라 중량도 절감될 수 있다.
특히, 상기 제1 레이디얼 베어링 층(210), 상기 제2 레이디얼 베어링 층(220) 및 상기 제1 스러스트 베어링 층(616)이 도 7 내지 도 10에 도시된 방법으로 형성되어, 원가가 대폭 절감될 수 있다.
즉, 본 실시예에 따른 사판식 압축기의 회전축 및 로터에 베어링 층을 형성하는 방법은, 상기 회전축(200)의 중단부에 상기 로터(610)를 체결하는 제1 단계(S1), 상기 회전축(200)과 상기 로터(610)의 조립체를 회전시키며 상기 회전축(200)의 일단부와 상기 로터(610)에 코팅제(예를 들어, PTFE)를 분사하여 상기 제1 레이디얼 베어링 층(210)을 상기 회전축(200)의 일단부에 형성하면서 상기 제1 스러스트 베어링 층(616)을 상기 로터(610)에 형성하는 제2 단계(S2) 및 상기 회전축(200)과 상기 로터(610)의 조립체를 회전시키며 상기 회전축(200)의 타단부에 코팅제를 분사하여 상기 제2 레이디얼 베어링 층(220)을 상기 회전축(200)의 타단부에 형성하는 제3 단계(S3)를 포함하고, 상기 제2 단계(S2) 및 상기 제3 단계(S3)에서 코팅제 분사에 의해 상기 제1 레이디얼 베어링 층(210), 상기 제1 스러스트 베어링 층(616) 및 상기 제2 레이디얼 베어링 층(220)이 비교적 간단히 형성됨에 따라, 원가가 절감될 수 있다.
그리고, 상기 제2 단계(S2)에서, 상기 코팅제가 스프레이 장치(900)에 의해 상기 회전축(200)의 일단부와 상기 로터(610)에 동시에 분사되어 상기 제1 레이디얼 베어링 층(210)과 상기 제1 스러스트 베어링 층(616)이 동시에 형성됨에 따라, 제조공정 단순화에 따른 원가 절감 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 상기 코팅제는 PTFE 재질을 포함할 경우, 즉 상기 제1 레이디얼 베어링 층(210), 상기 제2 레이디얼 베어링 층(220) 및 상기 제1 스러스트 베어링 층(616)이 PTFE 재질로 형성될 경우, 윤활 성능 및 내마모성이 향상될 수 있다.
한편, 본 실시예의 경우 설비비용 절감을 위해 하나의 노즐(910)을 갖는 하나의 스프레이 장치(900)로 상기 제1 레이디얼 베어링 층(210), 상기 제2 레이디얼 베어링 층(220) 및 상기 제1 스러스트 베어링 층(616)을 형성한다. 즉, 상기 스프레이 장치(900)는 하나로 구비되고, 상기 하나의 스프레이 장치(900)는 하나의 노즐(910)을 포함한다. 그리고, 상기 하나의 노즐(910)을 갖는 스프레이 장치(900)는, 상기 제2 단계(S2)에서, 상기 회전축(200)의 일단부와 상기 로터(610)가 상기 하나의 노즐(910)의 분사 범위 내에 배치되게 위치된 후 상기 코팅제를 분사하여 상기 제1 레이디얼 베어링 층(210)과 상기 제1 스러스트 베어링 층(616)을 동시에 형성한다. 그리고, 상기 하나의 노즐(910)을 갖는 스프레이 장치(900)는, 상기 제3 단계(S3)에서, 상기 회전축(200)의 타단부가 상기 하나의 노즐(910)의 분사 범위 내에 배치되게 위치된 후 상기 코팅제를 분사하여 상기 제2 레이디얼 베어링 층(220)을 형성한다. 여기서, 상기 제2 단계(S2)와 상기 제3 단계(S3)의 순서는 서로 바뀔 수 있다.
하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 예를 들어, 별도로 도시하지는 않았지만, 스프레이 장치(900)는 하나로 구비되되, 상기 회전축(200)의 일단부, 상기 회전축(200)의 타단부 및 상기 로터(610)에 동시에 코팅제를 분사할 수 있는 세 개의 노즐(910)을 포함할 수 있다.
또는, 다른 예로, 별도로 도시하지는 않았지만, 하나의 노즐(910)을 갖는 스프레이 장치(900)가 세 개로 구비되고, 상기 세 개의 스프레이 장치(900)가 상기 회전축(200)의 일단부, 상기 회전축(200)의 타단부 및 상기 로터(610)에 동시에 코팅제를 분사하도록 형성될 수 있다.
이 경우, 설비비용은 증가되지만, 베어링 층 형성에 소요되는 시간이 단축되어 전체 제조원가가 절감될 수도 있다.
100: 케이싱 200: 회전축
210: 제1 레이디얼 베어링 층 220: 제2 레이디얼 베어링 층
610: 로터 616: 제1 스러스트 베어링 층
618: 제1 오일 그루브 700: 레이스 플레이트
910: 하나의 노즐 900: 하나의 스프레이 장치

Claims (15)

  1. 케이싱(100);
    상기 케이싱(100)에 회전 가능하게 장착되는 회전축(200); 및
    상기 회전축(200)과 함께 회전되는 로터(610);를 포함하고,
    상기 로터(610)는 상기 로터(610)를 축 방향으로 지지하는 스러스트 베어링 층(616)을 포함하는 사판식 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 케이싱(100)과 상기 로터(610) 사이에는 레이스 플레이트(700)가 개재되고,
    상기 스러스트 베어링 층(616)은 상기 레이스 플레이트(700)에 미끄럼 접촉되는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 레이스 플레이트(700)의 두께는 상기 케이싱(100)과 상기 스러스트 베어링 층(616) 사이 축 방향 거리를 조절하여 상기 회전축(200)의 축 방향 공차를 보정하는 두께로 형성되는 사판식 압축기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회전축(200)은, 상기 케이싱(100)과 미끄럼 접촉되며 상기 회전축(200)의 일단부를 반경 방향으로 지지하는 제1 레이디얼 베어링 층(210);을 포함하는 사판식 압축기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 회전축(200)은, 상기 케이싱(100)과 미끄럼 접촉되며 상기 회전축(200)의 타단부를 반경 방향으로 지지하는 제2 레이디얼 베어링 층(220);을 더 포함하는 사판식 압축기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 스러스트 베어링 층(616), 상기 제1 레이디얼 베어링 층(210) 및 상기 제2 레이디얼 베어링 층(220)은 PTFE 재질로 형성되는 사판식 압축기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 스러스트 베어링 층(616)에는 오일 그루브(618)가 형성되는 사판식 압축기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 오일 그루브(618)는 회전 반경 방향으로 연장 형성되는 사판식 압축기.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 오일 그루브(618)는 복수로 형성되고,
    상기 복수의 오일 그루브(618)는 회전 방향을 따라 배열되는 사판식 압축기.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 오일 그루브(618)의 깊이는 상기 로터(610)의 두께의 20% 이하로 형성되는 사판식 압축기.
  11. 케이싱(100)에 회전 가능하게 장착되는 회전축(200)의 중단부에 로터(610)를 체결하는 제1 단계(S1); 및
    상기 회전축(200)의 일단부와 상기 로터(610)에 코팅제를 분사하여, 상기 케이싱(100)에 고정되는 레이스 플레이트(700)와 미끄럼 접촉되며 상기 로터(610)를 축 방향으로 지지하는 스러스트 베어링 층(616)을 상기 로터(610)에 형성하면서, 상기 케이싱(100)과 미끄럼 접촉되며 상기 회전축(200)의 일단부를 반경 방향으로 지지하는 제1 레이디얼 베어링 층(210)을 상기 회전축(200)의 일단부에 형성하는 제2 단계(S2);를 포함하는 사판식 압축기의 회전축 및 로터에 베어링 층을 형성하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 코팅제는 하나의 스프레이 장치(900)에 의해 상기 회전축(200)의 일단부와 상기 로터(610)에 동시에 분사되는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기의 회전축 및 로터에 베어링 층을 형성하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 하나의 스프레이 장치(900)는 상기 코팅제를 분사하는 하나의 노즐(910)을 포함하고,
    상기 코팅제는 상기 회전축(200)의 일단부와 상기 로터(610)가 상기 하나의 노즐(910)의 분사 범위 내에 배치된 후 분사되는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기의 회전축 및 로터에 베어링 층을 형성하는 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 회전축(200)의 타단부에 코팅제를 분사하여, 상기 케이싱(100)과 미끄럼 접촉되며 상기 회전축(200)의 타단부를 반경 방향으로 지지하는 제2 레이디얼 베어링 층(220)을 상기 회전축(200)의 타단부에 형성하는 제3 단계(S3);를 더 포함하는 사판식 압축기의 회전축 및 로터에 베어링 층을 형성하는 방법.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅제는 PTFE 재질을 포함하는 사판식 압축기의 회전축 및 로터에 베어링 층을 형성하는 방법.
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